川东地区下志留统龙马溪组热演化

泥页岩的热演化是其在不同地质时期的成熟度状态,对油气藏的勘探开发与油气资源评价都具有重要意义。泥页岩的热演化主要受时间与温度的控制,其中又以温度为主。利用等效镜质体反射率与磷灰石裂变径迹古温标数据重建川东地区热史,分析川东地区下志留统龙马溪组热演化史,讨论热演化与页岩气的关系。结果表明:川东地区晚元古代—晚古生代热状态稳定,热流较低(45~50 mW·m^-2),于海西期开始热流逐渐升高,晚二叠世(250 Ma左右)达到最高值(60~80 mW·m^-2),随后热流持续降低直至现今(45~65 mW·m^-2);龙马溪组成熟度演化与生烃过程呈阶段性,存在两次快速成熟,分别对应海西期东吴运动地壳拉张与晚三叠世以来的地层快速埋深;龙马溪组于晚白垩世(约80 Ma)达到最高热演化程度,随后开始遭受抬升降温,生烃作用停止;泥页岩热演化与页岩气密切相关,龙马溪组页岩气成藏可划分为生物气阶段(250~430 Ma)、热解气阶段(80~250 Ma)与抬升改造阶段(0~80 Ma),经历快速成熟演化保证了充足的气量并促进了储集空间的形成,后期快速抬升降温改善了泥页岩储集性能,有利于页岩气的保存。     

渝东南五峰组-龙马溪组页岩纳米级孔隙的发育特征与影响因素

以重庆南川、綦江、涪陵五峰组-龙马溪组页岩储层样品为例,通过氩离子抛光-场发射扫描电镜(FE-SEM)、高压压汞、低温氮吸附、X射线衍射等实验手段,研究页岩储层孔隙、微裂隙的发育特征与影响因素。结果显示,五峰组-龙马溪组页岩储层发育有机质纳米孔、骨架矿物溶蚀孔、黏土矿物粒间孔等多种成因-形貌孔隙,主要储集空间是吸附能力强的纳米级孔隙,以有机质纳米孔尤为重要。结合定性与定量观测结果,建立页岩储层孔隙类型与孔径分布间的对应关系,证明有机质与骨架矿物孔隙分别对应页岩储层孔隙集中发育的两个端元。     

龙马溪组页岩的渗吸特征及其影响因素

页岩储层压裂改造过程中, 压裂液的返排能力与页岩渗吸特性有重要关系。以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象, 研究页岩的渗吸特征, 并讨论了页岩渗吸特征的影响因素。页岩渗吸过程大致可分为快速渗吸阶段、渗吸过渡阶段、后期渗吸阶段三段; 页岩层理面将加大页岩的渗吸速率和渗吸能力; 页岩对油的渗吸速率和能力明显小于水; 不同阳离子类型可以有效抑制页岩中黏土矿物的水化作用, 降低页岩渗吸的能力和速率, 相同质量分数下不同阳离子类型对页岩渗吸能力的抑制力顺序为K⁺ >Na⁺ >Ca²⁺。     

页岩元素地球化学特征及古环境意义——以渝东南地区五峰—龙马溪组为例

为了深入研究渝东南地区奥陶纪—志留纪黑色页岩垂向上沉积环境的精细变化,选取渝东南地区黔江1井对五峰—龙马溪组进行了系统采样并进行了详细的元素地球化学研究,认为LM1-LM3时期古海平面最高、古生产力最高和水体还原性最强,页岩的有机质含量最高,是页岩气勘探重点区域;页岩的古生产力、氧化还原条件等地球化学元素决定的指标仅影响富有机质页岩的厚度及品质,对页岩气产量有一定影响,但并非主要影响因素.研究结果表明:1)黔江地区五峰—龙马溪组页岩沉积于大陆边缘环境,陆源碎屑为主要物源,沉积成岩过程中局部受到热液活动和生物作用的影响;2)五峰—龙马溪组页岩沉积时期经历了五峰晚期(WF1—WF4顶部)海退和龙马溪组早期(LM1—WF3)海侵;3)黑色页岩总体形成于水体缺氧的环境,在五峰组(WF1—WF4)由于海退处于弱氧化环境,龙马溪组早期(LM1—LM3)由于海侵处于强还原条件,而在龙马溪组晚期由于水体变浅,水体还原性逐渐减弱;4)古生产力在龙马溪组早期(LM1—LM3)达到最大值,生物钡Ba(bio)质量分数达到1 025.43×10-6,向下和向上均有减小趋势;5)相同时段位于水下古隆起附近的黔江地区的古生产力、氧化还原条件、富有机质页岩厚度及品质均不如坳陷区的巫溪2井,水下古隆起对富有机质页岩沉积产生了不利影响,在该区进行勘探应格外谨慎.     

渝东南地区五峰组-龙马溪组页岩笔石沉积特征及其对优质页岩气储层的指示意义

笔石是我国五峰组-龙马溪组页岩中的主要古生物大化石类型,以渝东南地区YC-4井、QQ-1井、YC-6井、YC-8井等为例,结合手标本观察、岩心研究、储层室内实验测试等手段,综合展开五峰组-龙马溪组页岩储层笔石沉积特征、笔石带序列、笔石沉积环境意义及储层意义研究。结果表明:渝东南地区五峰组-龙马溪组页岩笔石主要以薄膜状有机质保存于层理面间,五峰组页岩笔石动物群以叉笔石-双笔石动物群过渡至晚期对笔石动物群,龙马溪组沉积期则为单笔石动物群;通过钻孔研究,建立了渝东南地区笔石带序列,在五峰组、龙马溪组分别识别出3个以及6～8个笔石带,为储层精细对比与评价预测提供了时间框架;受控于沉积环境与沉积条件,五峰组-龙马溪组沉积期笔石经历灭绝→重新演化→结构复杂化的演化过程,其化石结构、演化、丰度、赋存状态、沉积方式发生转变,向上笔石定向性增强、丰度下降、结构保存完整程度下降,具有环境指示意义;笔石体有机质发育丰富的有机孔隙,其作为富笔石水平层理等沉积构造的一部分,也具有页岩气渗流通道的作用。综上,海相页岩中的笔石沉积特征与结构特征可以作为指示、预测优质页岩储层分布的重要依据,具有页岩气地质意义。     

渝东南地区下志留统底部黑色岩系沉积环境及有机质富集机制——以鹿角剖面为例

为恢复渝东南地区下志留统底部黑色岩系沉积环境,研究有机质富集机制,对重庆市彭水县鹿角剖面进行系统采样,并测试有机碳质量分数、全岩X线衍射、微量元素、比表面和孔径分析等.结果表明:鹿角剖面下志留统底部黑色岩系属于中成岩阶段B期,古盐度在11.1‰~35.4‰之间,平均为21.4‰,整体上属于多盐水.样品中w(V)/w(Cr)在1.62~3.72之间,w(V)/w(V+Ni)主体在0.80左右,并结合黑色岩系中V、Ni、Cu的富集程度与总有机碳质量分数的良好正相关性,说明沉积环境处于水体呈弱分层的缺氧环境.随着深度变浅沉积环境由次还原向次氧化、氧化过渡.上升洋流导致古生产力提高,到志留纪时期全球气候变暖,上升洋流随之减弱,古生产力也随之逐渐降低.高古生产力是有机质富集的首要条件,高水体盐度、缺氧环境是有机质保存的理想环境.有机碳质量分数与岩石的BET比表面和总孔体积呈良好的正相关性,说明沉积环境在一定程度上影响岩石的储集物性,从而影响页岩气的赋存空间.     

渝东南地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层特征及甲烷吸附能力——以渝科1井和酉科1井为例

为探究渝东南地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层特征及甲烷吸附能力,对渝科1井和酉科1井钻遇的牛蹄塘组富有机质页岩进行采样;根据场发射扫描电镜的观察结果,以及全岩X线衍射矿物、有机碳质量分数、有机质成熟度、比表面积和孔径等测试结果,分析页岩的储层特征;采用CH4等温吸附法测定页岩甲烷吸附饱和吸附量并讨论其主控因素,采用NLDFT法和BJH法计算页岩孔隙体积.实验测试结果表明:牛蹄塘组页岩硅质矿物质量分数平均为54.60%,黏土矿物质量分数平均为34.80%,主要为伊利石,有机碳质量分数平均为2.46%,等效镜质体反射率平均为3.12%.在页岩孔隙体积(0.614~400.000nm)中,中孔体积占61.7%,微孔体积占23.4%,微孔体积贡献主要的比表面积.微孔和宏孔主要存在于有机质,有机碳质量分数是影响页岩甲烷吸附能力的最主要因素.有机质成熟度大于2.7%以后,有机质中微孔体积、中孔体积和宏孔体积的比例相对稳定,对页岩甲烷吸附能力影响不大.硅质矿物质量分数的增加在一定程度上减弱页岩对甲烷的吸附能力.有机组分对渝东南地区下寒武统牛蹄塘组页岩吸附能力的评价至关重要,同时也应考虑无机矿物对页岩储层开发的影响.     

渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气储层流体地球化学特征——以酉参2井为例

渝东南地区五峰组—龙马溪组页岩气储层中发育粉砂岩夹层和裂缝脉体。以酉参2井五峰组—龙马溪组页岩有机地球化学特征分析以及粉砂岩夹层和裂缝脉体的显微岩相学、流体包裹体特征分析为基础,结合恢复的酉参2井埋藏生烃史,深入探讨了研究区页岩气的形成与成藏特征。五峰组—龙马溪组页岩的粉砂岩夹层中记录了两期油气充注过程:第一期油气充注时间为早三叠世,页岩为低成熟—成熟阶段,油气的成熟度较低,为粉砂岩夹层石英颗粒中的重质油包裹体以及粉砂岩夹层粒间孔隙中的褐色、深褐色沥青; 第二期油气充注时间为早侏罗世,页岩处在成熟阶段,主要为沿切穿石英颗粒微裂缝成带状分布的气烃包裹体以及石英颗粒中充注的轻质油。五峰组—龙马溪组裂缝脉体中捕获大量纯气包裹体,主要成分为CH₄,来源于五峰组—龙马溪组的页岩气,被捕获时间主要为白垩纪。渝东南局部地区五峰组—龙马溪组页岩虽具有良好的生烃条件与保存条件,但在页岩气勘探过程中,需在考虑区域地质构造的基础上讨论页岩气成藏与保存的有效性。     

湘鄂西地区上震旦统陡山沱组页岩微观孔隙特征及主控因素

随着中国页岩气研究的不断深入,页岩储层微观孔隙特征的研究越来越受到众多学者重视。为了深入了解湘鄂西地区上震旦统陡山沱组页岩孔隙特征,综合利用扫描电镜、氩离子抛光-场发射扫描电镜、氮气吸附/脱附试验以及核磁共振试验等对页岩孔隙特征进行定性观察和定量表征,并结合有机地球化学分析数据以及岩石矿物全岩定量分析结果,探讨页岩孔隙发育的主控因素。结果表明:湘鄂西地区上震旦统陡山沱组页岩发育6种孔隙类型,主要有粒内孔、粒间孔、黏土矿物层间孔、有机质孔隙,还可见部分黄铁矿晶间孔以及微裂缝;页岩孔径大小主要分布在2~5 nm之间,以中孔隙为主,还发育少量微孔隙和大孔隙,峰值在2~5 nm之间的孔隙是页岩孔隙体积的主要贡献者;页岩孔隙结构类型以板状孔等狭缝形孔为主,还发育部分圆筒形孔、锥形管孔等;总有机碳主要控制页岩微孔隙、中孔隙的发育,黏土矿物含量主要影响页岩中孔隙的发育,而脆性矿物含量控制页岩大孔隙的发育。     

颗粒粒径对低温氮吸附实验的影响——以五峰组—龙马溪组海相含气页岩为例

为了探索页岩颗粒的粒径对低温氮吸附实验的影响和其机理,以渝东南彭水地区五峰组—龙马溪组为例,优选3块TOC和矿物组成差异明显的高-过成熟海相页岩样品,分别开展8组不同粒度(范围为80~4750μm)的低温氮气吸附实验(LTNA),进而探索颗粒粒径对实验结果的影响,并从孔隙类型和连通性角度揭示了影响机理,提出五峰组—龙马溪组海相页岩LNGTA实验建议粒径为180~250μm.研究结果表明:LTNA实验测量的页岩总孔体积明显受粒径的影响,随粒径减小,测量值呈现先逐渐增加、再减小、然后再增加的规律,而对比表面积影响较小.微孔和较小介孔(lt;10nm)以有机孔和黏土矿物晶内G晶间孔为主,具有较长的连续渗流路径长度,在较大粒度区间内(gt;180μm),适当减小粒度能提高该类孔隙的测量值,但随着继续粉碎(lt;180μm),这类孔隙会遭到破坏;而宏孔和较大介孔(gt;10nm)的渗流路径长度较短,需要样品粉碎至一定程度(180~250μm),才能与颗粒外表面有效沟通,其测量值随粒度减小而明显增大,但粉碎程度过高会产生新的微裂缝,导致实验测量值明显高于压汞法和扫描电镜结果.     

颗粒粒径对低温氮吸附实验的影响——以五峰组—龙马溪组海相含气页岩为例

为了探索页岩颗粒的粒径对低温氮吸附实验的影响和其机理,以渝东南彭水地区五峰组—龙马溪组为例,优选3块TOC和矿物组成差异明显的高—过成熟海相页岩样品,分别开展8组不同粒度(范围为80～4 750μm)的低温氮气吸附实验(LTNA),进而探索颗粒粒径对实验结果的影响,并从孔隙类型和连通性角度揭示了影响机理,提出五峰组—龙马溪组海相页岩LNTA实验建议粒径为180～250μm.研究结果表明:LTNA实验测量的页岩总孔体积明显受粒径的影响,随粒径减小,测量值呈现先逐渐增加、再减小、然后再增加的规律,而对比表面积影响较小.微孔和较小介孔(10nm)以有机孔和黏土矿物晶内-晶间孔为主,具有较长的连续渗流路径长度,在较大粒度区间内(180μm),适当减小粒度能提高该类孔隙的测量值,但随着继续粉碎(180μm),这类孔隙会遭到破坏;而宏孔和较大介孔(10nm)的渗流路径长度较短,需要样品粉碎至一定程度(180～250μm),才能与颗粒外表面有效沟通,其测量值随粒度减小而明显增大,但粉碎程度过高会产生新的微裂缝,导致实验测量值明显高于压汞法和扫描电镜结果.     

颗粒粒径对低温氮吸附实验的影响——以五峰组—龙马溪组海相含气页岩为例

为了探索页岩颗粒的粒径对低温氮吸附实验的影响和其机理,以渝东南彭水地区五峰组—龙马溪组为例,优选3块TOC和矿物组成差异明显的高-过成熟海相页岩样品,分别开展8组不同粒度(范围为80~4750μm)的低温氮气吸附实验(LTNA),进而探索颗粒粒径对实验结果的影响,并从孔隙类型和连通性角度揭示了影响机理,提出五峰组—龙马溪组海相页岩LNGTA实验建议粒径为180~250μm.研究结果表明:LTNA实验测量的页岩总孔体积明显受粒径的影响,随粒径减小,测量值呈现先逐渐增加、再减小、然后再增加的规律,而对比表面积影响较小.微孔和较小介孔(lt;10nm)以有机孔和黏土矿物晶内G晶间孔为主,具有较长的连续渗流路径长度,在较大粒度区间内(gt;180μm),适当减小粒度能提高该类孔隙的测量值,但随着继续粉碎(lt;180μm),这类孔隙会遭到破坏;而宏孔和较大介孔(gt;10nm)的渗流路径长度较短,需要样品粉碎至一定程度(180~250μm),才能与颗粒外表面有效沟通,其测量值随粒度减小而明显增大,但粉碎程度过高会产生新的微裂缝,导致实验测量值明显高于压汞法和扫描电镜结果.     

塔里木柯坪地区下志留统碎屑锆石U-Pb年代学特征及其地质意义

柯坪地区物源及演化与塔里木盆地的古地理位置密切相关。通过对下志留统碎屑锆石的形态特征和U-Pb年龄分布特征进行分析,系统研究了柯坪地区下志留统的物源及其演化。结果表明：柯坪地区下志留统锆石均为岩浆锆石,锆石U-Pb年龄反映的是成岩年龄或结晶年龄,可有效指示物源区;下志留统柯坪塔格组的物源区主要为沙雅隆起西部、塔中隆起及塔西南前缘隆起,之后受海侵的影响,塔中隆起被海水淹没,下志留统塔塔埃尔塔格组的物源区演变为沙雅隆起西部、塔西南前缘隆起及塔中隆起的南部于田、康西瓦地区;满加尔凹陷的存在使得柯坪地区与塔中、塔东地区的物源具有很大的差异;900～700Ma的锆石年龄谱表明,塔里木地块与冈瓦纳大陆具有一定的亲缘关系。     

页岩分形特征及主控因素研究——以威远页岩气田龙马溪组页岩为例

为更好表征页岩孔隙结构的非均质性以及明确非均质性对页岩气富集影响作用,文中选取40块威远地区下志留统龙马溪组井下样品进行TOC,XRD衍射、低温氮气吸附以及甲烷等温吸附等一系列分析测试.从孔隙结构和矿物成分两个层次探讨了页岩分形维数的影响因素,认为页岩的分形维数受微孔发育影响.研究结果表明:页岩非均质性很强,下志留统龙马溪组龙一_1亚段的1～4小层的TOC、矿物成分、孔隙度均存在较大差异,其中1小层中下部TOC、石英含量以及孔隙度值都较高.基于氮气吸附测试,采用FHH模型计算了页岩分形维数,计算结果表明页岩的分形维数介于2.590～2.750,平均值为2.670,其中1小层中下部分形维数最高,其次为3小层,2、4小层及1小层上部分形维数较小.TOC与生物石英含量控制了微孔的发育,因此高TOC与高石英含量均导致页岩分形维数增大;黏土、碳酸盐岩以及长石由于主体发育大孔,使得页岩孔径增大,故其含量的增加会导致页岩分形维数减小.1小层中下部由于具有丰富的气体物质来源(TOC)、储集空间以及保存条件(分形维数大,气体扩散解吸渗流困难)导致在1小层中下部页岩气含气量最高,另外由于脆性矿物含量高,利于压裂形成缝网,因此1小层中下部为最有利的页岩气甜点段.     

页岩储层润湿性及孔隙结构对吸附特征的影响

采用氮气吸附法和高压压汞法对基质孔隙和有机质孔隙进行分类,并构建了2个分段函数模型对吸附特征进行描述。结果表明,有机质孔隙表面为油润湿,基质孔隙表面为水润湿,且水相接触角和油相铺展程度差异较大。在储层温度和压力条件下,页岩气属于气相多层吸附,采用Langmuir单分子层模型和L-F多分子层模型组成的分段函数拟合程度更高。     

页岩孔隙综合分形特征及其影响因素分析

为研究页岩的孔隙结构,从而对页岩的孔隙分形特征作全面的表征,分别利用基于高压压汞实验数据的Menger海绵模型和基于低温液氮实验的FHH等温式分形模型对不同孔径段的孔隙进行分形拟合,计算其分形维数。以不同孔径段的孔隙体积比作为加权值,计算了页岩样品的综合分形维数;将页岩的综合分形维数与总有机碳质量分数(TOC)和矿物成分质量分数(黏土矿物和脆性矿物)做相关性分析,发现总有机碳质量分数(TOC)是影响综合分形维数的主要因素,随着总有机碳质量分数(TOC)的增加,使得页岩具有更大的综合分形维数,孔隙结构变得复杂,孔隙表面变得粗糙,为页岩气提供更多的吸附点位。通过综合分形维数可以定量评价储层孔隙的复杂程度和非均质程度,为储层评价和页岩气的吸附研究提供思路。     

下扬子汤山—湖山一带中、上志留统剩磁特征、剩磁年代及构造意义

本文通过磁清洗、岩石磁学研究、剩磁组分分离及稳定性检验,结合野外宏观地质构造实际,对本区中志留世坟头组、晚志留世茅山组进行了剩磁分析和剩磁年代的探讨．本文发表了中志留统坟头组古地磁数据,结合已有成果分析认为：本区志留纪位于南纬低纬度带,强烈的中生代重磁化表明了本区印支期碰撞造山和碰撞造山期后燕山期构造的强烈影响,一组Ｘ型节理进一步论证了珠山—孔山的块体旋转,两块体同时代古纬度差也提供了存在推覆构造的依据     

德惠断陷下白垩统碎屑岩储层特征及控制因素分析

德惠断陷下白垩统登娄库组、营城组、沙河子组储层物性差,勘探风险大.利用岩心观察、铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、黏土X线衍射分析等方法,分析储层基本特征、储层成岩作用和控制因素.结果表明:德惠断陷下白垩统碎屑岩储层成分成熟度和结构成熟度较低,储层孔隙类型主要有残余原生孔、次生孔和混合孔,储层物性和孔隙结构较差;压实作用是导致储层物性变差的主要原因,溶蚀作用改善储层物性;纵向上发育2个次生孔隙带,主要形成于中成岩期,次生孔隙带的形成与有机质生烃排酸和断裂有关.研究结果为德惠断陷下白垩统进一步油田勘探提供地质依据,对其他地区类似储层研究有一定借鉴意义.     

基于超临界CO_2技术土体脱水效果及影响因素分析

为了解超临界CO_2技术对土体脱水技术可行性,通过对高岭土和膨润土土样在是否超临界状态下进行的脱水试验分析,研究压力、温度和CO_2流量等因素对土体脱水效果的影响.结果表明:试验温度对超临界CO_2干燥过程有显著影响,而压力和CO_2流量对干燥过程的影响相对较小;高岭土土样在超临界CO_2条件下,其自由水脱除效果相比非超临界条件约高1倍;自由水脱除约54.1%,结合水脱除约57.8%,说明超临界CO_2条件下土体脱除结合水效果更明显.